什么是容器适配器？

定义

容器适配器不是“新容器”，而是对已有容器的接口封装，
用来限制功能、改变访问方式，从而形成特定的数据结构语义。

适配器	对应数据结构
stack	栈（LIFO）
queue	队列（FIFO）
priority_queue	优先级队列（堆）

适配器

复用已有实现，不暴露其全部接口，只提供“需要的那部分能力”。

👉 STL 的容器适配器：

• 内部用的是已有容器

• 对外只暴露特定接口

• 刻意隐藏 iterator / 随机访问能力

为什么要设计容器适配器？

例子：用 vector 模拟栈

👉 vector 的接口“太自由”，无法约束使用者

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.pop_back();

v.insert(v.begin(), 100);  // ❌ 破坏“栈”的语义
v[0] = 999;                // ❌ 非法访问

容器适配器做了三件事：

1. 限制接口（只给 push / pop / top）

2. 固定访问规则（LIFO / FIFO / 优先级）

3. 防止误用（根本不给 iterator）

STL 三大容器适配器详解

（一）stack —— 栈（LIFO）

1️⃣ 定义与本质

template<
    class T,
    class Container = deque<T>
> class stack;

• 默认底层容器：deque

• 也可以用：vector、list

2️⃣ 对外接口（非常少）

接口	说明
push(x)	入栈
pop()	出栈
top()	访问栈顶
empty()	是否为空
size()	元素个数

3️⃣ 底层实现思想（本质）

template<class T, class Container>
class stack {
protected:
    Container c;  // 真正存数据的容器
public:
    void push(const T& x) { c.push_back(x); }
    void pop() { c.pop_back(); }
    T& top() { return c.back(); }
};

（二）queue—— 队列（FIFO）

1️⃣ 定义与本质

template<
    class T,
    class Container = deque<T>
> class queue;

• 默认：deque

• 不能用 vector（没有 pop_front）

2️⃣ 对外接口

接口	说明
push(x)	入队（尾）
pop()	出队（头）
front()	队头
back()	队尾
empty()	判空
size()	大小

3️⃣ 底层逻辑

void push(const T& x) { c.push_back(x); }
void pop() { c.pop_front(); }

（三）deque

1️⃣ 定义

deque(双端队列)：是一种双开口的"连续"空间的数据结构，双开口的含义是：可以在头尾两端进行插入和删除操作，且时间复杂度为O(1)，与vector比较，头插效率高，不需要搬移元素；与list比较，空间利用率比较高。deque并不是真正连续的空间，而是由一段段连续的小空间拼接而成的，实际deque类似于一个动态的二维数组。

2️⃣ 缺陷

与vector比较，deque的优势是：

头部插入和删除时，不需要搬移元素，效率特别高，而且在扩容时，也不需要搬移大量的元素，因此其效率是必vector高的。

与list比较，其底层是连续空间，空间利用率比较高，不需要存储额外字段。

但是，deque有一个致命缺陷：

不适合遍历，因为在遍历时，deque的迭代器要频繁的去检测其是否移动到某段小空间的边界，导致效率低下，而序列式场景中，可能需要经常遍历，因此在实际中，需要线性结构 时，大多数情况下优先考虑vector和list，deque的应用并不多 。

3️⃣ 为什么选择deque作为stack和queue的底层默认容器

1. stack和queue不需要遍历(因此stack和queue没有迭代器)，只需要在固定的一端或者两端进行操作。

2. 在stack中元素增长时，deque比vector的效率高(扩容时不需要搬移大量数据)；

queue中的元素增长时，deque不仅效率高，而且内存使用率高。

（四）priority_queue —— 优先级队列（堆）

1️⃣ 定义（最重要）

template<
    class T,
    class Container = vector<T>,
    class Compare = less<T>
> class priority_queue;

默认是：

• vector + 大根堆

• top() 是 最大值

2️⃣ 对外接口

接口	说明
push(x)	插入元素
pop()	删除优先级最高元素
top()	访问最高优先级
empty()	判空
size()	个数

3️⃣ 底层实现思想（核心） 本质是堆（heap）

push -> push_back -> adjust_up
pop  -> swap + pop_back -> adjust_down

容器适配器 vs 底层容器

维度	容器	容器适配器
是否存数据	✅	❌（只是封装）
是否有 iterator	✅	❌
接口是否自由	高	极低
是否强调语义	弱	强
是否可随机访问	视容器	❌